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Detail

CPRI Compression Technology in Separated Base Station

Manager
Kim Seung Hwan
Participants
Kim Sun Me, Kim Seung Hwan, Kim Jinup, Won Yong Uk, Lee Jong Hyun, Chung Hyun Kyu, Chung Hwan Seok
Transaction Count
1
Year
2015
Project Code
15ZI1100, 트래픽 용량 증대를 위한 액세스 네트워크 원천기술 연구, Kim Jinup
14ZI1100, 트래픽 용량 증대를 위한 액세스 네트워크 원천기술 연구, Kim Jinup
본 기술이전은 모바일 프론트홀 구간에서 사용되는 분리형 기지국의 Digital Unit(DU)-Radio Unit(RU)간 CPRI(common public radio interface)신호에 대한 압축 기술에 관한 것으로, CPRI 압축 기술을 적용하여 개발한 FPGA는 ORI 표준인 Non-linear Quantization (NLQ) 및 Block Scaling (BS) 뿐만 아니라, 저지연 특성이 우수한 Partial Bit Sampling (PB)을 수용하여 CPRI 50% 데이터 압축율과 ORI 표준인 EVM, latency 요구조건을 만족한다.
■ 모바일 망에서 요구되는 데이터 트래픽의 폭증으로 인하여, C-RAN (Cloud-Radio Access Network)이라는 기술이 이미 제안되어, DU와 RU가 분리된 기지국 형태가 운영되고 있음.
■ DU-RU간에는 CPRI (Common Public Radio Interface)가 주로 사용되고 있는데, CPRI의 문제점은 20MHz 대역폭을 갖는 LTE 신호를 전송하는데 있어서 2X2 MIMO 구조를 사용하는 경우, CPRI 전송량은 2.5Gbps급이 필요함.
■ 이와 같은 전송량의 제한은 지속적인 시스템 증대 요구에 따라, 현재의 구조로는 경제적으로 신호를 전송하기가 불가능한 한계 상황에 따른 기존 CPRI 신호에 대한 압축 기술이 대두되었음.
■ 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유럽 표준화 기구인 ETSI(European Telecommunications Standards Institute) 산하의 ORI(Open Radio equipment Interface)는 기존의 CPRI 표준규격을 이용한 장비 간 호환성에 문제를 해결한 표준을 2014년 10월 최종 완료하였고, CPRI 압축 기술의 IQ 데이터 신호 압축 알고리즘 및 요구사항을 포함하였음.
■ 국내 이동통신 사업자 및 관련 산업체의 가격 경쟁력을 높이기 위해서는 CPRI 압축 기술 적용이 시급함.
- CPRI 압축 기술로 ORI 표준인 Non-linear Quantization (NLQ) 및 Block Scaling (BS) 뿐만 아니라, 저 지연 특성이 우수한 Partial Bit Sampling (PB)기반 기술을 모두 개발함.
- CPRI 50% 데이터 압축률을 기본으로 ORI 표준 이상 수준인 EVM 저하 0.1%이내, 추가지연시간 5?sec 이내의 요구조건을 만족함.
- CPRI 압축 기술이 적용된 FPGA 전용 개발보드에서 CPU 인터페이스를 통한 기술 시연이 가능함.
가. 기술이전의 내용

본 이전기술은 정부 출연 "유무선 빅 네트워크 원천기술 연구" 사업의 실행과제인 "트래픽 용량 증대를 위한 액세스 네트워크 원천기술 연구" 과제에서 개발한 CPRI 압축 기술의 설계, 구현 및 시험 기술이다.

■ CPRI 압축 FPGA 기술
● Up-down Sampling 압축/복원 FPGA 기술
● Non-linear Quantization 압축/복원 FPGA 기술
● Block Scaling 압축/복원 FPGA 기술
● Partial-bit Sampling 압축/복원 FPGA 기술

■ CPRI 압축 기술 칩 운용, 제어 기술
● CPRI 압축 기술 적용을 위한 CPRI Framer/Deframer 정합 코딩 기술
● CPRI 압축 기술 적용 칩 응용, 운용 및 제어 기술

나. 기술이전의 범위

■ CPRI 압축 FPGA 기술
● CPRI 압축 기술 요구사항정의서
● CPRI 압축 기술 구조 설계서
● CPRI 압축 기술 FPGA 구현 설명서
● CPRI 압축 기술 시험절차 및 결과서
● CPRI 압축 기술 VHDL 파일 및 Xilinx 개발 환경 파일

■ CPRI 압축 기술 칩 운용, 제어 기술
● CPRI Framer/Deframer 정합을 위한 VHDL 파일 및 Xilinx 개발 환경 파일
● CPRI 압축 기술 칩 운용, 제어용 C 파일 및 SDK 개발 환경 파일
● CPRI 압축 기술 응용을 위한 MATLAB 파일 및 MATLAB 개발 환경 파일
■ LTE/LTE-A의 모바일 프론트홀 구간에서 분리형 기지국의 Digital Unit(DU) -Radio Unit(RU)간 CPRI(common public radio interface)신호에 대한 압축 기술에 적용됨.
■ 국내 이동통신용 장비 업체에 적용 가능한 CPRI 압축 기술로 수입대체 효과 및 국산 시스템 가격 경쟁력을 제고 할 수 있음.
■ 전 세계적으로 표준화된 기술을 포함하고 있어, 국산화를 통하여 국내 업체의 세계 시장 진출이 가능.
■ 향후 다양한 디지털 압축 기술의 기반 기술로 활용될 수 있음.